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陶瓷微滤膜技术应用于钨矿微细颗粒浓缩工艺研究

作　者: 严思明
导　师: 黄万抚
学　校: 江西理工大学
专　业: 环境工程
关键词: 精选溢流液钨矿微细颗粒管式陶瓷微滤膜浓缩膜污染与清洗
分类号: TD982
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

微细矿物颗粒浓缩是目前选厂综合回收利用矿物资源必不可少的一道工序，随着矿物资源不断向贫、细、杂方向发展，高效的浓缩技术已日益受到选矿行业的重视。由于铁山垅钨矿复杂的矿物特性，精选溢流液中含有大量有用的微细矿物颗粒。据水析/筛析结果显示，颗粒粒度﹣40μm占91.9%，﹣74μm占97%，颗粒很难沉降。本研究在查阅大量文献资料基础上，分析了各种浓缩设备的原理以及适用性，最终采用自己组装的管式陶瓷微滤膜（以下简称陶瓷膜）设备，成功解决了钨矿微细颗粒浓缩难问题，为其综合回收利用奠定良好的基础。为了更好的研究陶瓷膜浓缩微细矿物颗粒问题，本研究考察了进料流量与膜渗透通量的关系，操作时间对膜渗透通量、截留率和钨矿微细颗粒浓缩浓度的影响，陶瓷膜浓缩钨矿微细颗粒的连续稳定性和膜污染之后膜清洗问题，进行了高效斜管浓密箱与陶瓷膜浓缩液对比选矿试验研究，以及对陶瓷膜浓缩与FNX﹣10高效斜管浓密箱现场运行效果进行了对比分析等。研究结果表明：（1）陶瓷膜在进料流量7000ml/min时膜渗透通量较大，且随着膜工作时间的延长，膜渗透通量衰减不大，最终可稳定在1000ml/(min×1099cm2)左右。（2）陶瓷膜运行初始阶段，膜渗透通量迅速下降，在70min之后膜渗透通量下降缓慢，以至一个相对稳定阶段即稳态通量，而在60min之后，膜的截留率可达到99%。当膜设备运行180min时，浓缩液浓度在31%以上，基本能够满足矿物进入浮选的要求。（3）在连续稳定试验中，在进料流量7000ml/min及操作时间180min的前提下，浓缩液排放量为500ml/min时，陶瓷膜浓缩钨矿微细颗粒效果最好，几乎可以全部截留微细颗粒，并且膜渗透通量可稳定在470ml/(min×1099cm2)左右。陶瓷膜经过反冲洗7min、正向清洗2min，膜渗透通量的恢复率可达93%以上，说明陶瓷膜非常容易清洗。（4）陶瓷膜浓缩液浓度可达29%以上，通过化验分析可以看出，铜、钨的品位与精选溢流液几乎一样，说明微细矿物颗粒几乎可以完全回收，而高效斜管浓密箱浓缩液中铜、钨的品位比原矿品位低，说明其损失了一部分铜、钨品位较高的微细颗粒，从而体现了陶瓷膜不仅可以有效浓缩精选溢流液，还可以有效截留微细矿物颗粒。（5）与FNX﹣10高效斜管浓密箱相比，陶瓷膜可以有效浓缩微细矿物颗粒，截留率可达99%以上，膜渗透出水水质非常好，在浓缩液选矿试验中，陶瓷膜浓缩液中铜、钨的品位和回收率在总体上比高效斜管浓密箱高。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章绪论  10-25
  1.1 矿物资源回收概况  10
  1.2 微细矿物颗粒浓缩技术现状  10-14
    1.2.1 普通浓缩机  11
    1.2.2 高效浓密机  11-12
    1.2.3 深锥高效浓密机  12-13
    1.2.4 斜板浓密机  13
    1.2.5 斜管浓密箱  13-14
  1.3 膜技术概况  14-19
    1.3.1 膜技术的类型及机理  14-16
    1.3.2 膜技术的特点  16-17
    1.3.3 膜材料及膜组件  17-18
    1.3.4 膜技术的优越性、存在问题及发展趋势  18-19
  1.4 陶瓷膜技术在浓缩领域中的应用  19-22
    1.4.1 在造纸工业中的应用  19
    1.4.2 在生物工程与制药中的应用  19-20
    1.4.3 在化工与石化中的应用  20
    1.4.4 在食品工业中的应用  20-21
    1.4.5 在材料工业中的应用  21
    1.4.6 在油类中的应用  21-22
  1.5 微细矿物颗粒浓缩技术的发展方向  22
  1.6 课题研究的背景、目的及意义  22-23
  1.7 课题研究的主要内容  23
  1.8 主要难点及创新点  23
    1.8.1 试验过程中出现的主要难点  23
    1.8.2 本研究的创新点  23
  1.9 本章小结  23-25
第二章陶瓷微滤膜浓缩工艺的机理研究  25-36
  2.1 微细矿物颗粒的特性  25-27
    2.1.1 单颗粒受力分析  25
    2.1.2 微细矿物颗粒的物理性质  25-26
    2.1.3 微细矿物颗粒的化学性质  26
    2.1.4 微细矿物颗粒的流变力学  26
    2.1.5 微细矿物颗粒在流体中的流动性能  26-27
  2.2 微滤膜技术  27-32
    2.2.1 截留机理  27-28
    2.2.2 微滤的操作方式  28-29
    2.2.3 膜污染阻力  29-31
    2.2.4 膜清洗再生  31-32
  2.3 陶瓷微滤膜过程传质模型  32-35
    2.3.1 浓差极化模型  32-33
    2.3.2 孔流模型  33-34
    2.3.3 滤饼过滤模型  34
    2.3.4 动态过滤理论  34-35
  2.4 本章小结  35-36
第三章陶瓷膜浓缩钨矿微细颗粒工艺试验研究  36-54
  3.1 膜工艺的选择  36-39
    3.1.1 膜组件  37-38
    3.1.2 膜材料  38-39
    3.1.3 陶瓷膜设备工艺流程  39
  3.2 试样、试验器材及物料性质  39-41
    3.2.1 试样的采集与制备  39
    3.2.2 试验器材  39-40
    3.2.3 物料性质  40-41
  3.3 陶瓷膜浓缩钨矿微细颗粒试验研究  41-53
    3.3.1 膜渗透通量的确定  41-42
    3.3.2 陶瓷膜进料流量的确定  42-43
    3.3.3 操作时间对膜渗透通量和截留率的影响  43-44
    3.3.4 操作时间对矿物浓缩浓度的影响  44-46
    3.3.5 陶瓷膜浓缩试验的连续稳定性研究  46-50
    3.3.6 膜清洗  50-53
  3.4 本章小结  53-54
第四章 FNX﹣10 高效斜管浓密箱与陶瓷膜浓缩状况及其浓缩液选矿效果分析  54-58
  4.1 概况  54
  4.2 浓缩效果分析  54-56
    4.2.1 浓缩液  54-55
    4.2.2 设备出水  55-56
  4.3 高效斜管浓密箱与陶瓷膜浓缩液对比选矿试验研究  56-57
  4.4 本章小结  57-58
第五章结论及建议  58-59
  5.1 结论  58
  5.2 建议  58-59
参考文献  59-63
致谢  63-64
附录 A  64-67
  1 截留率的测量方法  64
  2 膜渗透通量的测量方法  64
  3 矿浆浓度测量方法  64
  4 颗粒粒度测量方法  64-65
  5 FNX﹣10 高效斜管浓密箱的技术参数  65-67
个人简历及攻读硕士学位期间发表的论文  67-68
攻读硕士学位期间参加的科研项目  68

陶瓷微滤膜技术应用于钨矿微细颗粒浓缩工艺研究

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